空芯电感器组件制造技术

现代X射线生成器被要求在30kW与120kW之间递送峰值功率。该要求将需求约束置于用于向这样的X射线生成器供电的功率逆变器的设计上，同时存在减小X射线生成器的大小的工业刺激。朝向现代X射线生成器的功率级中的切换操作的增加的频率的趋势使使用空芯电感器而不是磁芯电感器可能。本申请讨论了具有集成电流传感器的空芯电感器组件。根据本申请，可以更准确地提供电流传感器，其不随时间在位置中漂移，并且采取降低总体材料清单的方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空芯电感器组件
本专利技术涉及空芯电感器组件、用于制造空芯电感器组件的方法、谐振电源组件、谐振多级滤波器、计算机程序单元、以及计算机可读介质。
技术介绍
现代X射线生成器被要求在30kW与120kW之间递送峰值功率。该要求将需求约束放置在用于向这样的X射线生成器供电的功率逆变器的设计上。甚至针对几百安培的电流，由碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)制造的新半导体切换元件的商业化使得X射线生成器的切换频率的增加能够被预期。这样的转换器的操作频率的前述增加创建针对使用在X射线生成器的功率逆变器中的部件的设计的改进的机会。CN201796075U讨论了针对电流传感器的线圈模块，其包括具有空隙、线圈、和主电路板的环形磁芯。然而，这样的线圈模块可以进一步改进。
技术实现思路
因此，需要改进电感器线圈设计。本专利技术的目的由随附的独立权利要求的主题解决。另外的实施例被并入在从属权利要求和描述中。第一方面提供了一种空芯电感器组件，包括：-印刷电路板，其包括电流传感器；以及-第一空芯电感器线圈的部分，其安装在所述印刷电路板上。所述电流传感器与所述印刷电路板集成形成，并且所述第一空芯电感器线圈的部分布置为接近于所述电流传感器，以提供使用中的电磁耦合，因此使得所述电流传感器能够提供存在于所述第一空芯电感器线圈中的通量的测量结果。因此，使用印刷电路板实现拾取线圈绕组是可能的。这通过移除针对分离的电流感测线圈的需要来降低空芯电感器组件的“材料清单”成本。此外，印刷电路板设计技术的灵活性使得拾取线圈绕组的许多不同配置能够取决于特定设计的要求来实现。因此，针对空芯线圈的特定大小和/或配置，提供更有效的拾取线圈(电流传感器)来评估空芯电感器内部的通量强度是可能的。任选地，所述电流传感器是印刷电路板迹线。因此，不要求分离的电流传感器，从而降低空芯电感器组件的材料清单成本。任选地，所述印刷电路板迹线包括由所述第一空芯电感器线圈的部分的外径定义的印刷电路板的部分内部的环形、螺旋、或正方形螺旋轨迹。因此，所述电流传感器的形状可以以许多不同方式调整到空芯电感器的端部的特定截面，以最大化所述空芯电感器与所述电流传感器之间的可达到的磁链。这改进来自空芯电感器的磁链测量结果的信噪比。任选地，所述印刷电路板迹线包括由所述第一空芯电感器线圈的部分的外径直到端子直径定义的印刷电路板的部分外部的环形、螺旋、或正方形螺旋轨迹，使得所述电流传感器提供到第一空芯电感器线圈的部分的外侧的部分的电磁耦合。因此，尽管所述磁链在所述空芯电感器的空芯内部最强，但是所述电流传感器可以在所述印刷电路板内被设计为捕获接近于所述空芯电感器的外侧存在的额外通量。任选地，所述印刷电路板还包括由所述第一空芯电感器线圈的部分的外径定义的印刷电路板的部分内部的通孔。所述第一空芯电感器线圈的导线端子经由所述通孔路由到所述印刷电路板的相对侧。因此，所述第一空芯电感器线圈可以方便地在所述印刷电路板的相对侧终止，或者连接到印刷电路板的相对侧的第二电感器线圈。所述电流传感器可以被提供为围绕所述通孔，使得所述磁链能够在所述电感器的空芯内部测量。任选地，所述印刷电路板是多层印刷电路板。所述电流传感器由定位在多个多层上的印刷电路板迹线形成，其中，所述印刷电路板迹线使用所述层之间的印刷电路板过孔以串联或者并联配置连接。因此，所述电流传感器的磁通拾取特性通过以简单的方式提供多个拾取线圈、通过利用多层印刷电路板的台面结构来改进。任选地，空芯电感器组件还包括第一线圈支撑体。所述第一线圈支撑体被支撑在所述印刷电路板上，并且所述第一电感器线圈被支撑在所述线圈支撑体上。因此，稳定地支撑所述空芯电感器组件。任选地，所述空芯电感器组件还包括第二电感器线圈。所述第二电感器线圈被设置在印刷电路板的与所述第一空芯电感器线圈的相对侧，并且与其对齐，因此实现第一空芯电感器线圈与第二电感器线圈之间的通量耦合。任选地，所述印刷电路板还包括仪表放大器。所述仪表放大器被配置为放大来自所述电流传感器的电流拾取信号并且输出其用于由反馈电路使用。因此，表示所述空芯电感器的芯中或附近的磁链的电流拾取信号可以被放大和/或阻抗匹配以用于电源监测电路的进一步的使用。根据第二方面，提供了一种谐振电源组件，包括根据第一方面或其任选实施例的空芯电感器组件。因此，可以放大谐振电源组件的材料账单成本，同时仍然使得使用在谐振电源组件中的电感器的通量强度反馈特性能够被获得。根据第三方面，提供了一种谐振多级放大器，包括：-根据第一方面或其任选实施例的第一空芯电感器组件；以及-根据第一方面或其任选实施例的第二空芯电感器组件。所述第一空芯电感器组件可与所述负载元件串联连接，并且所述第二空芯电感器组件可与所述负载元件并联连接，使得复功率度量能够基于由第一和第二空芯电感器组件的电流传感器所提供的通量的测量结果来计算。因此，可以降低谐振多级滤波器的材料清单成本。根据第四方面，提供了一种用于制造空芯电感器组件的方法，包括：a)制造印刷电路板，其具有与所述印刷电路板集成形成的电流传感器；b)提供安装在所述印刷电路板上的第一空芯电感器线圈的部分，其中，所述第一空芯电感器线圈的部分布置为接近于所述电流传感器，以提供使用中的电磁耦合。任选地，所述电流传感器被形成在多层印刷电路板的多个层中。任选地，所述印刷电路板迹线被提供为由第一空芯电感器线圈的部分的外径定义的印刷电路板的部分内部的环形、螺旋、或正方形螺旋轨迹。根据第五方面，提供了一种包括指令的计算机程序单元，所述指令在被运行时使得印刷电路板设计程序能够生成用于制造印刷电路板的指令，所述印刷电路板包括电流传感器和用于被安装在所述印刷电路板上的第一空芯电感器线圈的安装垫，其中，所述电流传感器与所述印刷电路板集成形成，并且其中，用于安装所述第一空芯电感器线圈的所述安装垫被布置为接近于所述电流传感器，以提供所述电流传感器与使用中的所述第一空芯电感器线圈之间的电磁耦合，因此使得所述电流传感器能够提供存在于所述第一空芯电感器线圈中的通量的测量结果根据第六方面，提供了一种存储有第五方面的计算机程序单元的计算机可读介质。根据第七方面，提供了一种零件套件，包括印刷电路板和如第一方面或其任选实施例中定义的第一空芯电感器线圈。在以下申请中，术语“电感器线圈”是指具有任选地形成在线圈支撑体上的多个绕组的导线。线圈的绕组可以任选地围绕直线轴，但是更通常地任选地围绕相对于电感器线圈被安装的印刷电路板底座的半圆轴缠绕。例如，线圈支撑体的提供不是实质的，并且取决于在制造所述电感器时使用的线规的刚性。在以下申请中，术语“电流传感器”是指能够监测空芯电感器内部或者接近于空芯电感器的通量强度的模块。在本申请中，例如，这包括由铜制成的印刷电路板迹线。根据麦克斯韦-法拉第方程，空芯电感器的芯中的不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空芯电感器组件(20)，包括：/n-印刷电路板(22)，其包括电流传感器(26)；以及/n-被安装在所述印刷电路板(22)上的第一空芯电感器线圈(24)的部分；/n其中，所述电流传感器与所述印刷电路板集成形成，并且其中，所述第一空芯电感器线圈的部分(28)被布置为接近于所述电流传感器，以提供使用中的电磁耦合，因此使得所述电流传感器能够提供存在于所述第一空芯电感器线圈中的通量的测量结果。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171207 EP 17205848.91.一种空芯电感器组件(20)，包括：
-印刷电路板(22)，其包括电流传感器(26)；以及
-被安装在所述印刷电路板(22)上的第一空芯电感器线圈(24)的部分；
其中，所述电流传感器与所述印刷电路板集成形成，并且其中，所述第一空芯电感器线圈的部分(28)被布置为接近于所述电流传感器，以提供使用中的电磁耦合，因此使得所述电流传感器能够提供存在于所述第一空芯电感器线圈中的通量的测量结果。


2.根据权利要求1所述的空芯电感器组件(20)，
其中，所述电流传感器(26)是由印刷电路板迹线形成的。


3.根据权利要求2所述的空芯电感器组件(20)，
其中，所述印刷电路板迹线形成由所述第一空芯电感器线圈(24)的所述部分(28)的外径定义的所述印刷电路板的所述部分内部的环形、螺旋或正方形螺旋轨迹。


4.根据前述权利要求中的一项所述的空芯电感器组件(20)，
其中，所述印刷电路板迹线形成由所述第一空芯电感器线圈(24)的所述部分(28)的外径直到端子直径定义的所述印刷电路板(22)的所述部分外部的环形、螺旋或正方形螺旋轨迹，使得所述电流传感器(24)提供到在所述第一空芯电感器线圈(24)的所述部分的外侧上的部分的电磁耦合。


5.根据前述权利要求中的一项所述的空芯电感器组件(20)，
其中，所述印刷电路板还包括由所述第一空芯电感器线圈(24)的所述部分(28)的外径定义的所述印刷电路板(22)的所述部分内部的通孔，并且
其中，所述第一空芯电感器线圈(24)的导线连接(48)经由所述通孔被路由到所述印刷电路板(22)的相对侧。


6.根据前述权利要求中的一项所述的空芯电感器组件(20)，
其中，所述印刷电路板(22)是多层印刷电路板，并且其中，所述电流传感器(26)是由被定位在多个所述多层上的多个印刷电路板迹线形成的，其中，所述印刷电路板迹线使用所述层之间的印刷电路板过孔以串联或者并联配置被连接。


7.根据前述权利要求中的一项所述的空芯电感器组件(20)，还包括：
-第二空芯电感器线圈；
其中，所述第二空芯电感器线圈被设置在所述印刷电路板的相对于所述第一空芯电感器线圈的相对侧上，并且与所述第一空芯电感器线圈对齐，因此实现所述第一空芯电感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·F·萨特尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL